طرح پیشنهادی ترکیب یک نیروگاه سیکل ترکیبی با یک واحد تولید هیدروژن به روش smr (steam methane reforming) برای ایجاد یک سیستم انرژی جدید

اهمیت هیدروژن به عنوان سوخت به اندازه ای است که آن را سوخت قرن آینده می دانند. این اهمیت به دلایل متعددی مانند راندمان احتراق بالا، ارزش حرارتی بالا و مهمتر از همه عدم آلایندگی در اثر احتراق می باشد. اما به منظور استفاده از هیدروژن بعنوان سوخت، محدودیت هایی در مراحل تولید، ذخیره سازی و انتقال آن وجود دارد. یکی از مهمترین موانع برای استفاده از هیدروژن به عنوان منبع انرژی این است که فرآیند تولید آن به سادگی امکان پذیر نیست و فرآیند تولید آن به روش smr (steam methane reforming) که عمومی ترین روش تولید در مقیاس بزرگ است، نیازمند صرف انرژی حرارتی و دمای بالا می باشد. این پروژه بر آن شده است که با ترکیب فرآیند تولید هیدروژن به روش smr با چرخ? نیروگاه سیکل ترکیبی، یک سیستم انر‍ژی جدید ارائه کند که تلفات انرژی کمتری داشته باشد و بدین ترتیب راندمان بالاتری نسبت به هر کدام از سیستم های قبل داشته باشد. در سیستم انرژی جدید بخار آب مورد نیاز رفورمینگ از زیرکش توربین بخار تامین می شود. بخش عمد? حرارت مورد نیاز کور? تبدیل از دود خروجی توربین گاز تامین می شود و سپس حرارت دود خروجی کور? تبدیل، در بویلر بازیاب بازیابی می شود. گاز غنی از هیدروژن تولیدی در خلال رفورمینگ بجای گاز طبیعی در محفظ? احتراق توربین گاز استفاده می شود. در نهایت سیستم انرژی جدید توان الکتریکی و هیدروژن خالص تولید می کند. سیستم انرژی طراحی شده توسط نرم افزار ees مدلسازی شد. برای ارزیابی عملکرد سیستم انرژی جدید، ابتدا نتایج حاصل از مدلسازی، با سیستم های انرژی مرجع(سیکل ترکیبی و smr) مورد مقایسه قرار گرفت و این نتیجه بدست آمد که با ترکیب یک نیروگاه سیکل ترکیبی با فرآیند تولید هیدروژن به روش smr می توان راندمان را به میزان قابل توجهی افرایش داد. در حالی که راندمان سیکل ترکیبی 48 درصد و راندمان سیستم smr، 67 درصد بود، راندمان سیستم جدید به 75 درصد رسید. نسبت صرفه جویی مصرف سوخت برای سیستم انرژی جدید نسبت به سیستم های مرجع 21 درصد حاصل شد. در واقع این نتیجه حاصل شد که چنانچه با مجتمع سازی نیروگاه سیکل ترکیبی با واحد تولید هیدروژن سیستم جدید پیشنهادی ایجاد گردد، می تواند با انرژی ورودی کمتری نسبت به مجموع دو سیستم قبل، همان میزان هیدروژن و توان الکتریکی را تولید نماید. در قسمت بعدی پروژه با انجام آنالیز اگزرژی سیستم جدید مشخص شد که بیشترین میزان تخریب اگزرژی در ریفورمر و محفظ? احتراق توربین گاز می باشد که به ترتیب 43 و 20 درصد از کل تخریب اگزرژی صورت گرفته در سیستم در آنها صورت می گیرد. در نهایت تاثیر تغییرات پارامتر های ورودی، بر عملکرد سیستم انرژی جدید مورد بررسی قرار گرفت. ملاحظه گردید که با افزایش ماکزیمم دمای سیکل نسبت صرفه جویی مصرف سوخت به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. این موضوع این نوید را می دهد که با پیشرفت تکنولوژی و افزایش ماکزیمم دمای سیکل های نیروگاهی، استفاده از سیستم انرژی پیشنهادی به صرفه تر نیز خواهد شد.